La série de conférences en hydrogéologie

RÉSUMÉ

Les microorganismes jouent un grand rôle dans les habitats de la subsurface, dont les aquifères. Ils participent aux grands cycles biogéochimiques, et transforment et modèlent la subsurface terrestre. La plupart de ces communautés microbiennes ne sont pas des agents pathogènes, et sont impliqué dans les cycles du carbone, du souffre, de l’azote, du phosphate ou du fer. De plus, ces microorganismes peuvent être soit sous forme libre dans les eaux souterraines, ou vivre à la surface et dans les pores des roches. La plupart de ces populations microbiennes ne sont pas cultivables au laboratoire, et nous ne pouvons les identifier que grâce aux techniques modernes de séquençage. Cette présentation donnera un aperçu des différentes communautés microbiennes qui vivent dans la subsurface terrestre, et leurs rôles dans ces habitats.

RÉSUMÉ

La chaleur a été proposée comme un excellent traceur pour détecter et quantifier les écoulements souterrains. A travers divers exemples, nous présentons ici quelques expériences démontrant l’intérêt des méthodes de mesure de température distribuée par fibre optique (FO-DTS) pour caractériser les écoulements et la dynamique souterraine. Le premier exemple provient d’un aquifère karstique où nous montrons que le suivi spatio-temporel de la température pendant des essais hydrauliques permet de beaucoup mieux caractériser la dynamique des eaux souterraines et les interactions entre les différents niveaux karstiques. Outre des informations sur la connectivité du milieu, le suivi de température permet aussi de détecter des flux intermittents avec une excellente résolution spatiale. Le deuxième exemple consiste à caractériser les échanges nappe-rivière le long d’un linéaire de cours d’eau en tête de bassin-versant. Les suivis classiques en température permettent de détecter des arrivées locales mais la quantification des flux reste souvent incertaine surtout lorsque les flux sont faibles et les températures peu contrastées entre les eaux souterraines et les eaux de surface. Dans ce cas, nous montrons qu’il peut être très utile d’utiliser des méthodes actives, analogues à l’anémométrie fil chaud, pour lesquelles les câbles de fibre optique servent de source thermique. Dans ce cas, la sensibilité aux flux advectifs, qui dissipent une partie de l’apport de chaleur, est bien meilleure. L’ensemble de ces méthodes, qui se révèlent très complémentaires pour le suivi spatial et temporel de la dynamique des eaux souterraines, devraient conduire dans un proche futur à de très nombreuses applications en hydrogéologie.

DARCY LECTURE 2018

Many of us have been awed by the stunningly beautiful view of alpine lakes and streams—and they are not just beautiful. Nearly half of the world’s population relies on rivers originating in high mountains for water supply. Source areas of mountain streams have rugged topography with sparse soil and vegetation covers, and were once considered “Teflon basins” that have minimum capacity to store groundwater. Over the past decade or so, a new understanding of alpine hydrogeology has been emerging based on detailed field observations around the world. Alpine basins actually have important aquifer units that provide temporary storage of rain and meltwaters from snowpack and glaciers. Gradual release of water from these aquifers sustains streamflow during dry or cold periods, and is critically important for water supply and aquatic habitats in downstream regions. Due to rugged terrain and severely limited vehicle access, alpine hydrogeologists need to rely on creative methods to investigate groundwater, such as geophysical imaging techniques or observation of surface water/groundwater interaction. This lecture will demonstrate how we can gain valuable insights into groundwater in challenging environments and develop a conceptual understanding of hydrological systems. These ideas and approaches will have broad applicability in a variety of environments, where hydrogeologists are faced with challenging conditions.